【摘 要】
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采用溶胶凝胶及冷压方法,通过在Ca3Co4O9-δ体系中引入不同量的Ag+、Sr2+或Yb3+离子来调控体系的热电性能,成功制备了可在300～870 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca
【机 构】
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吉林大学化学学院,吉林长春130021
【出 处】
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2018第三届湖北省机械行业产学研训合作峰会暨第二届一次湖北省机械工程学会教育工作委员会2018年学术年会
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采用溶胶凝胶及冷压方法,通过在Ca3Co4O9-δ体系中引入不同量的Ag+、Sr2+或Yb3+离子来调控体系的热电性能,成功制备了可在300～870 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca3-x-yAgxSryCo4O9-δ、Ca3-x-zAgxYbzCo4O9-δ、Ca3-y-zSryYbzCo4O9-δ (x,y,z=0.1,0.15,0.2).通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对产物进行了测试.结果 显示,所制备的样品纯度较高,晶粒均匀,晶粒间较致密,适量的Ag+、Sr2+、Yb3+离子取代Ca2+离子固溶到晶体中使制备的双掺杂材料晶胞体积发生了变化,但并未引起晶体对称结构的变化.电阻率和Seebeck系数的结果说明双掺杂优化了载流子的浓度,使电阻率不断减小,使Seebeck系数的值不断增大.经过计算可知Seebeck系数的增大随电子有效质量的增大而升高.热导率结果分析可知,双掺杂的热导率随着掺杂元素的不同而减小.计算结果显示,声子热导依然在所制备的体系中占据主体贡献,这与Ca3Co4O9-δ单掺杂Ag+、Sr2+或Yb3+的结果吻合.随着温度的升高,双掺杂样品Ca2.7Ag0.2Yb0.1Co4O9-δ在870 K下ZT值达到最大为0.18.
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